JP3239858B2 - 電子機器およびその制御方法 - Google Patents
電子機器およびその制御方法Info
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Description
テッピングモータを備えた電子機器およびその制御方法
に関し、特に、ステッピングモータを早送り可能な電子
機器およびその制御方法に関するものである。
ステッピングモータ、階動モータあるいはデジタルモー
タなどとも称され、デジタル制御装置のアクチュエータ
として多用されているパルス信号によって駆動されるモ
ータである。近年、携帯に適した小型の電子機器が開発
されており、これらのアクチュエータとして小型、軽量
化されたステッピングモータが多く採用されている。こ
のような電子装置の代表的なものが電子時計、時間スイ
ッチ、クロノグラフといった計時装置である。
グモータ10は、図7に示すように2極磁化された円盤
状のロータ13の外側がノッチ状に凹んだ磁気飽和部1
7を介して連結された一体型のステータ12の内部で回
転するようになっており、1Hzなどの適当な周波数の
駆動パルスによってロータ13が順次回転し、その駆動
力により運針できるようになっている。運針ミスをなく
すためには、ロータ13が駆動パルスによって正常に回
転したか否かを確認することが重要であり、そのために
図8に示すような駆動用コイルにロータ13の回転によ
って逆誘起された電流あるいは電圧を検出している。
起因して逆誘起された電流(逆誘起電流)は、安定位置
から略90度の位置を通過するときに駆動パルスDPと
逆極側の第1のピークPM1が表れる。さらに、ロータ
13が移動すると、逆誘起電流が0となる位置Aを過ぎ
て、移動先(逆極側)である180度回転した逆極側の
安定位置Bを通過するときに駆動パルスDPと同極側の
大きな第1のピークPP1が表れる。その後、ロータ1
3が安定して停止するまでの揺れ(振動)に伴って第2
のピークPM2およびPP2などが発生する。
度は高いが駆動パルスDPの過渡電流TWなどの影響が
あるので、駆動パルスDPと第1のピークPM1あるい
はPP1を時間的に分離することが難しい。このため
に、従来の通常運針時においては強度は低いが分離の容
易な第2のピークPM2あるいはPP2が回転検出に用
いられており、強度を上げるためにチョッパパルスによ
ってチョッパ増幅するなどの方法が採用されている。
の計時装置には様々な機能が盛り込まれるようになって
おり、その1つとしてステッピングモータを通常運針時
よりも高速で動かして、自動的に、あるいはマニュアル
で時刻合わせを行う機能がある。ステッピングモーアを
高速で動かす早送りを行う際は、通常の駆動パルスより
も間隔(周期)の短い早送り用の駆動パルスを供給する
必要がある。さらに、時刻合わせを行うためには早送り
中も運針ミス、すなわち、ロータの回転ミスはないよう
に駆動する必要がある。このためには、できるだけ早い
タイミングでロータ13の回転の有無を判断する必要が
あり、第1のピークPM1、PP1あるいはこれらに関
連する現象、例えば、逆誘起電流の極性が反転する現象
を捉えることが望ましい。このため、駆動用コイルとは
別に、検出用コイルをステータ12に巻いて、この検出
用コイルで発生する逆誘起電流を検出することが考えら
れている。駆動用コイルとは回路的に分離された検出用
コイルであれば、駆動パルスに伴う過渡電流などの影響
が少なくなるので第1のピークPM1およびPP1ある
いはこれらに関連する現象を捉えやすくなる。
用コイルには逆誘起電流が流れるので、これによりロー
タ13の回転を妨げる方向の磁場が発生する。このた
め、検出用コイルはロータ13の動きに対して電磁ブレ
ーキとなり、このブレーキ力を考慮した駆動力が得られ
るように駆動パルスの実効電力を大きくする必要があ
る。したがって、ステッピングモータを駆動するための
消費電力が増大してしまう。特に、早送りを行うときは
ロータ13の回転速度が上がるので検出用コイルの生ず
る逆誘起電流も大きくなり、これに伴って検出用コイル
のブレーキ力も大きくなる。したがって、このブレーキ
力に打ち勝って増速するためにはさらに実効電力の大き
な駆動パルスが必要となり消費電力も増大する。また、
速度が速くなると益々ブレーキ力も大きくなるので速度
を上げることは難しくなる。
モータを有する電子機器において、検出用コイルを設け
ることにより、できるだけ早いタイミングでロータの回
転の有無が確認できると共に、検出用コイルを流れる逆
誘起電流によるブレーキ現象を緩和できる電子機器およ
びその制御方法を提供することを目的としている。そし
て、ステッピングモータを早送りするときの消費電力を
低減でき、また、早送りを高速で安定して行うことがで
きる電子機器を提供することを目的としている。
ッピングモータを備えた電子機器においては、駆動パル
スが供給されるときは検出用コイルを開放(オープン)
し、その後、ロータの位置検出を行うタイミングのとき
に短絡(ショート)することにより逆誘起電流によるブ
レーキ力を緩和するようにしている。すなわち、本発明
の電子機器は、駆動用コイルおよび検出用コイルを備え
たステータ内で多極磁化されたロータが回転駆動される
ステッピングモータと、駆動用コイルに対しロータを駆
動するための駆動パルスを供給可能な駆動制御手段と、
ロータの回転によりステータの検出用コイルに誘起され
た逆誘起電力を検出可能な位置検出手段と、駆動パルス
が供給されている間は検出用コイルを開放し、その後、
前記検出用コイルを短絡して前記ロータの位置検出を行
う検出用コイル制御手段とを有している。また、本発明
の駆動用コイルおよび検出用コイルを備えたステータ内
で多極磁化されたロータが回転駆動されるステッピング
モータを有する電子機器の制御方法は、検出用コイルを
開放して駆動用コイルに対し前記ロータを駆動する駆動
パルスを供給する駆動工程と、検出用コイルを短絡して
前記ロータの回転によりステータの検出用コイルに誘起
された逆誘起電力を検出する位置検出工程とを有してい
る。
ルを開放すれば、検出用コイルには逆誘起電流が流れな
い。したがって、駆動パルスが供給されている間は、検
出用コイルが電磁ブレーキとして作用するのを防止でき
る。一方、駆動パルスが供給された後に検出用コイルを
短絡することにより、ロータが回転していれば検出用コ
イルに逆誘起電力が発生する。そして、検出用コイルは
駆動用コイルと分離されているので、駆動パルスによる
過渡電流の影響の少ない。このため、検出用コイルで発
生した逆誘起電力のピークあるいはこれに関わるゼロク
ロスなどの現象を検出しやすくなる。したがって、最初
のピークあるいはそれに関わる現象を判定して早期にロ
ータの回転の有無を判断できる。このように、本発明の
電子機器あるいは電子機器の制御方法によれば、検出用
コイルのブレーキ作用が緩和されるので、実効電力の小
さな駆動パルスでステッピングモータを駆動することが
でき、早送りするときは早いタイミングでロータの回転
を判断できる。したがって、ロータを低消費電力で高速
回転させることができ、早送りを安定して行うことがで
きる。
制御方法は、ステッピングモータに通常の駆動パルスに
対し間隔の短い早送り用の駆動パルスを供給して早送り
するのに適したものである。一方、通常の駆動パルスで
ロータを駆動するときは、ロータを実効電力の低い駆動
パルスで駆動すると共に、所定の角度、例えば計時装置
では180度回転した後に、その位置でいったん安定さ
せることが望ましい。これに対し、早送りするときは、
ある位置で安定させることなく連続してロータが回転す
ることが望ましい。このためには、駆動制御手段が通常
の駆動パルスと、これに対し間隔の短い早送り用の駆動
パルスの両方を供給可能な電子機器においては、駆動制
御手段は、さらに、早送り用の駆動パルスを供給した後
は駆動用コイルを開放し、通常の駆動パルスを供給した
後は駆動用コイルを短絡することが望ましい。また、駆
動工程で通常の駆動パルスおよびこの通常の駆動パルス
より間隔の短い早送り用の駆動パルスを供給可能な電子
機器の制御方法においては、早送り用の駆動パルスを供
給した後は、駆動用コイルを開放する工程と、通常の駆
動パルスを供給した後は、前記駆動用コイルを短絡する
工程とをさらに設けることが望ましい。
イルを短絡することにより駆動用コイルに逆誘起電流が
流れるので駆動用コイルを電磁ブレーキとして作用させ
ることができる。この場合は、駆動用コイルにも逆誘起
電流が流れ、通常の駆動パルスは間隔が長いのでロータ
の回転を逆誘起電流の第2のピークなどを用いて検出す
る余裕もある。したがって、駆動用コイルを流れる逆誘
起電流でロータの回転の有無を判断することができる。
もちろん、検出用コイルを短絡してブレーキ力を増加さ
せると共に、検出用コイルを流れる逆誘起電流からロー
タの回転の有無を判断することもできる。
に駆動用コイルを開放すると、駆動用コイルを逆誘起電
流が流れなくなるので、駆動用コイルが電磁ブレーキと
して作用するのを防止できる。したがって、ロータの動
きに対してブレーキとなる力が弱くなり、ロスが減るの
でロータを実効電力の小さな駆動パルスで高速回転でき
る。駆動用コイルを開放しても検出用コイルを短絡する
ことによって検出用コイルを流れる逆誘起電流によりロ
ータの回転の有無を判断できることは上述した通りであ
る。
制御方法においては、駆動用コイルと検出用コイルを分
離すると共に、ロータを高速で回転するときは、駆動用
コイルは駆動パルスが供給されるときにだけ接続し、検
出用コイルは逆誘起電流の検出が必要とされるときにだ
け短絡できるようにしている。したがって、巻線数ある
いはその他の条件が駆動用および検出用に適したコイル
を用意でき、それぞれのコイルがその用途に用いられな
いときは電磁ブレーキとして作用するのを防止すること
ができる。また、通常の駆動パルスで駆動されるとき
は、駆動用コイルを短絡して電磁ブレーキとして利用す
ることも可能である。
イルに高周波ノイズであるスパイクが発生する。したが
って、駆動用コイルおよび検出用コイルが共に開放され
たマスク期間を設けておくことが望ましい。
をさらに詳細に説明する。図1にステッピングモータを
用いた腕時計装置などの計時装置の一例を示してある。
この計時装置1は、ステッピングモータ10と、このス
テッピングモータ10を駆動する制御装置20と、ステ
ッピングモータ10の動きを伝達する輪列50、および
輪列50によって運針される秒針61、分針62および
時針63を備えている。ステッピングモータ10は、制
御装置20から供給される駆動パルスによって磁力を発
生する駆動用コイル11と、この駆動用コイル11によ
って励磁されるステータ12と、さらに、ステータ12
の内部において励磁される磁界により回転するロータ1
3を備えており、ロータ13がディスク状の2極の永久
磁石によって構成されたPM型(永久磁石回転型)のス
テッピングモータ10となっている。ステータ12に
は、駆動用コイル11で発生した磁力によって異なった
磁極がロータ13の回りのそれぞれの相(極)15およ
び16に発生するように磁気飽和部17が設けられてい
る。また、ロータ13の回転方向を規定するために、ス
テータ12の内周の適当な位置には内ノッチ18が設け
られており、コギングトルクを発生させてロータ13が
適当な位置に停止するようにしている。
転は、かなを介してロータ13に噛合された五番車5
1、四番車52、三番車53、二番車54、日の裏車5
5および筒車56からなる輪列50によって各針に伝達
される。四番車52の軸には秒針61が接続され、二番
車54には分針62が接続され、さらに、筒車56には
時針63が接続されており、ロータ13の回転に連動し
てこれらの各針によって時刻が表示される。輪列50に
は、さらに、年月日などの表示を行うための伝達系など
(不図示)を接続することももちろん可能である。
10の回転によって時刻を表示するために、ステッピン
グモータ10には基準となる周波数の信号をカウント
(計時)して定期的に駆動パルスが供給される。ステッ
ピングモータ10を制御する本例の制御装置20は、水
晶振動子などの基準発振源21を用いて基準周波数の基
準パルスやパルス幅やタイミングの異なるパルス信号を
発生するパルス合成回路22と、パルス合成回路22か
ら供給された種々のパルス信号に基づきステッピングモ
ータ10を制御する駆動制御回路25と、ロータ13の
回転検出を行うための検出回路75を備えている。
動用コイル11に対しステッピングモータ10の駆動用
ロータ13を通常運針用に駆動するために1Hzの周波
数の駆動パルスDPを供給する機能と、ロータ13を通
常運針用の速度よりも早い速度で順方向あるいは逆方向
に駆動する早送り用の駆動パルスJPを供給する機能を
備えている。さらに、駆動用ロータ13が回転しなかっ
たときに駆動パルスより実効電力の大きな補助パルスを
出力する機能、補助パルスに続いてロータのエネルギー
を回生するための回生パルスを出力する機能、駆動パル
スの実効電力を調整する機能なども備えている。
御回路25からの制御信号を基に動作する駆動回路30
を介して通常の駆動パルスDPあるいは早送り用の駆動
パルスJPなどが供給される。駆動回路30は、直列に
接続されたnチャンネルMOS33aとpチャンネルM
OS32a、およびnチャンネルMOS33bとpチャ
ンネルMOS32bによって構成されたブリッジ回路を
備えており、これらによって電源41からステッピング
モータ10の駆動用コイル11に供給される電力を制御
できるようになっている。
19には、駆動用コイル11と共に検出用コイル71が
巻かれており、この検出用コイル71の両端はpチャン
ネルMOS73aおよび73bが並列に接続された接続
回路72に接続されている。この接続回路72のMOS
73aおよび73bは、検出回路75の検出用コイル制
御回路76から制御信号φt1およびφt2によって制
御されるようになっている。そして、詳しくは後述する
ように、早送り用の駆動パルスJPが供給された後に検
出用コイル71を短絡して逆誘起電力を発生させると共
に、チョッピングし逆誘起電圧を増幅するようにしてい
る。チョッパ増幅された逆誘起電圧は、検出回路75の
位置検出回路77に供給され、ピーク値のレベル判定、
あるいは電圧値が反転する現象(ゼロクロス)を捉える
などの方法によってロータ13の位置が判断できるよう
になっている。また、位置検出回路77は、駆動用コイ
ル11とも接続されており、駆動用コイル11に発生し
た逆誘起電圧を用いてロータ13の位置を判断すること
も可能になっている。
採用されているコイル部19を長手方向に沿った断面で
示してある。本例のコイル部19は、磁心19aの周囲
に検出用コイル71が巻かれ、その外側に駆動用コイル
11が巻かれている。そして、内側に巻かれた検出用コ
イル71は、表面がほぼ均一で平坦になるように整列巻
きされており、2つのコイル71および11が同軸状に
巻かれても、外側に巻かれた駆動用コイル11の性能が
落ちないようになっている。もちろん、内側に駆動用コ
イル11を巻くことも可能であり、この場合も、外側に
巻かれる検出用コイルの抵抗のばらつきなどを抑制し、
安定した逆誘起電力の検出が可能なように、内側の駆動
用コイル11は整列巻きにしておくことが望ましい。こ
れらの駆動用コイル11および検出用コイル71は別巻
きにすることも可能であるが、駆動用コイル11および
検出用コイル71を同軸状に巻くことによりコイルの設
置スペースを削減することが可能となり、ステッピング
モータ10をコンパクトに纏めることができる。
動用コイル11および検出用コイル71の制御方法の概
要を示してある。まず、ステップ81において、検出用
コイル制御回路76により検出用コイルを開放し、駆動
制御回路25により適当なタイミングで適当な実効電力
を備えた通常の駆動パルスDPまたは早送り用の駆動パ
ルスJPを供給する。駆動制御回路25は、ステップ8
2において、供給する駆動パルスの種類によってその後
の制御を変える。まず、通常の駆動パルスDPを供給し
た後は、ステップ83で駆動用コイル11を短絡する。
そして、駆動用コイル11にロータ13の回転による逆
誘起電流を流し、電磁ブレーキとして利用する。
た後は、ステップ84で駆動用コイル11を開放して駆
動用コイル11が電磁ブレーキとして作用しないように
する。さらにステップ85で、駆動用コイル11および
検出用コイル71が共に開放状態となるマスク期間をお
いて、ステップ86で検出用コイル制御回路76は検出
用コイルを短絡し、逆誘起電力を発生させる。
によりロータ13の位置を確認し、ロータ13が正常に
回転した否かを判断する。位置検出回路77は、通常の
駆動パルスDPが供給されたときは駆動用コイル11に
発生した逆誘起電力に基づきをロータ13の位置を判断
し、早送り用の駆動パルスJPが供給されたときは検出
用コイル71で発生した逆誘起電力に基づきロータ13
の位置を判断する。
実現するように駆動回路30および接続回路72の各M
OSを制御する様子をタイミングチャートで示してあ
る。図4は、通常の駆動パルスDPが供給されるときの
タイミングチャートである。通常の駆動パルスDP1が
時刻t1に供給される前は、駆動回路30を構成するp
チャンネルMOS32aおよびMOS32bの制御信号
φp1およびφp2は低レベルでこれらのMOS32a
および32bがオンになっている。したがって、駆動用
コイル11は、MOS32aおよび32bによって短絡
されている。駆動回路30を構成するnチャンネルMO
S33aおよび33bの制御信号φn1およびn2は低
レベルであり、これらのMOS33aおよび33bはオ
フになっている。また、接続回路72を構成するpチャ
ンネルMOS73aおよび73bの制御信号φt1およ
びt2は高レベルであり、これらのMOS73aおよび
73bはオフとなっている。したがって、検出用コイル
71は開放されている。
は、1Hzでステッピングモータ10に供給する。この
ため、1Hzのタイミングとなった時刻t1に制御信号
φp2を高レベルにしてMOS32bをオフし、また、
制御信号φn2を高レベルにしてMOS33bをオンす
る。これによって、MOS32aおよびMOS33bが
オンになり、駆動用コイル11に駆動パルスDP1に相
当する電力が供給され、ロータ13が回転する。この
間、制御信号φt1およびφt2は高レベルに保持され
るので、検出用コイル71は開放されたままであり、検
出用コイル71に逆誘起電流は流れない。
2に、制御信号φp2およびφn2が低レベルになるの
で、MOS32bがオンになり、MOS33bがオフに
なる。したがって、駆動用コイル11は短絡され、ロー
タ13の動きに伴う逆誘起電流が流れるので電磁ブレー
キとして作用する。このため、ロータ13が回転した後
の位置(180度回転した位置)で安定させることがで
きる。また、時刻t2以降に駆動用コイル11で発生し
た逆誘起電圧あるいは逆誘起電流を位置検出回路77で
検出し、ロータ13が正常に回転した否かを判断でき
る。そして、正常に回転しなかったときは、駆動パルス
DPよりも実効電力の大きな補助パルスを供給してロー
タ13を強制的に回転させ、運針ミスを避けることがで
きる。
aおよび73bはオフされたままである。したがって、
本例においては、検出用コイル71は通常の駆動パルス
DPを供給されている運用中は短絡されることはなく、
電磁ブレーキとして、また、検出用として使用されな
い。駆動パルスDPが供給された後の適当なタイミング
で制御信号φt1およびφt2を低レベルにして検出用
コイル71を短絡しても良い。この場合は、検出用コイ
ル71を補助的な電磁ブレーキとして作用させることが
でき、また、検出用コイル71に発生した逆誘起電圧ま
たは逆誘起電流を位置検出回路77で検出できる。しか
しながら、駆動用コイル11も短絡されており、このコ
イル11に発生する逆誘起電流あるいは電圧の方が検出
コイル71で発生するものよりも大きいので、通常の運
針中は駆動用コイル11に発生した逆誘起電流あるいは
電圧を検出することが望ましい。
信号φp1およびφn1が高レベルになり、上記と逆極
の駆動パルスDP2がステッピングモータ10に供給さ
れる。したがって、ロータ13はさらに180度回転す
る。駆動パルスDP2が供給された後の時刻t4以降は
再び制御信号φp1およびφn1が低レベルとなるの
で、駆動用コイル11は短絡される。このため、上記と
同様に、ロータ13は180度回転した位置で安定し、
その位置に回ったことを駆動用コイル11に発生する逆
誘起電流あるいは電圧を検出することにより判断でき
る。また、適当なタイミングで制御信号φp1およびφ
p2をチョッピングすることにより、駆動用コイル11
に発生する逆誘起電圧をチョッパ増幅し、さらにロータ
13の位置を検出しやすくすることも可能である。
されるときのタイミングチャートである。駆動回路30
を構成するpチャンネルMOS32aおよびMOS32
bの制御信号φp1およびφp2が低レベルで駆動用コ
イル11が短絡されいる状態で、時刻t11に早送りが
開始されると、制御信号φp2および制御信号φn2が
高レベルになり、MOS32aおよびMOS33bがオ
ンになる。これにより、早送り用の駆動パルスJP1が
ステッピングモータ10に供給される。この間、制御信
号φt1およびt2は高レベルに保持されるので、検出
用コイル71はオープン状態であり、検出用コイル71
に逆誘起電流は流れず電磁ブレーキとして作用しない。
ロータ13を早送りするための所定の実効電力の駆動パ
ルスJP1が駆動用コイル11に供給されると、時刻t
12に制御信号φp1が高レベルに、また、制御信号φ
n2が低レベルになり、駆動用コイル11はオープン状
態となる。したがって、駆動用コイル11には逆誘起電
流が流れず、電磁ブレーキとして作用しない。
検出用コイル71の両方が開放されているマスク期間M
をおいて、時刻t13に制御信号φt1およびφt2を
低レベルにして接続回路72のMOS73aおよび73
bをオンする。これにより、検出用コイル71は短絡さ
れ、検出用コイル71に逆誘起電流が流れる。さらに、
制御信号φt1はチョッピング信号となっており、MO
S73aが検出用コイル71に流れる逆誘起電流をチョ
ッピングし、チョッパ増幅された逆誘起電圧が得られ
る。したがって、位置検出回路77は検出用コイル71
に発生した逆誘起電圧を検出することによりロータ13
の位置を判断することができる。
Pが供給されたときに検出用コイル71に生ずる逆誘起
電圧を模式的に示してある。破線は、検出用コイルを短
絡したままにしたときに生ずる逆誘起電圧を示してあ
り、実線は検出用コイルをマスク期間Mが経過した時刻
t13以降に短絡したときに生ずる逆誘起電圧を示して
ある。本図から判るように、駆動用コイル11とは別に
検出用コイル71を設けておくことにより、図8に示し
たような駆動パルスの過渡現象による影響は小さくでき
る。しかしながら、検出用コイル71を常に短絡する
と、駆動パルスJPが供給されている間に逆誘起電圧が
発生して電磁ブレーキとなり、また、駆動パルスJPが
オンオフするときにスパイクが発生する。したがって、
早送りする際は、ロータ13を高速回転するのに障害と
なり、また、駆動パルスJPが供給された直後はロータ
13の位置が検出しにくい。
ておき、時刻t13に短絡させると、駆動パルスJPが
供給されている間に検出用コイル71が電磁ブレーキと
して作用するのを防止でき、また、マスク期間Mを設定
することによりスパイクによる影響も抑制できる。さら
に、検出用コイルに発生する逆誘起電力の最初のピーク
(駆動パルスと同極側の最初のピーク)の直前に検出用
コイル71を短絡することによりピーク値を拡大できる
という効果も得られる。したがって、位置検出回路77
でピーク値に基づきロータ13の位置を検出する場合は
ピークの有無が明確になるので早いタイミングで確実に
ロータ13の位置が判明する。さらに、逆誘起電圧をチ
ョッパ増幅することによりピーク値をさらに拡大するこ
とができる。また、位置検出回路77で逆誘起電圧が逆
転したことによりロータ13の位置を判断する(ゼロク
ロス)場合も、スパイクによる影響を防止でき、ピーク
値を拡大できるので逆誘起電圧が反転するタイミングが
明確なる。したがって、ロータ13の位置を早期に、ま
た、明確に判断できる。
の位置検出ができるので、位置検出する間は駆動用コイ
ル11を開放し、駆動用コイル11に逆誘起電流が流れ
るのを防止できる。したがって、駆動用コイル11が電
磁ブレーキとして作用しないので、ロータ13を少ない
エネルギーで高速回転することができる。
出してロータ13の位置が確認されると、時刻14に制
御信号φt1およびφt2を高レベルにして検出用コイ
ル71を開放する。それと共に、時刻t14から時刻t
15に制御信号φp2を低レベルに、また、制御信号φ
n1を高レベルにして、時刻t11と逆極の早送り用の
駆動パルスJP2を供給する。そして、駆動用コイル1
1および検出用コイル71の両方がオープン状態となる
マスク期間をおいた時刻t16に制御信号φt1および
φt2を低レベルにして検出用コイル71を短絡し、ロ
ータ13の位置を検出する。時刻t17以降も同様の制
御を繰り返すことにより、ロータ13の位置を確認しな
がら高速で早送りすることができる。
制御方法においては、駆動用コイル11と検出用コイル
71を別に設け、検出用コイル71は、早送り用の駆動
パルスJPを供給した後にロータ13の位置確認をする
ときだけ短絡するようにしている。したがって、検出用
コイル71が電磁ブレーキとして作用しロータの回転を
妨げなることはなく、また、早送りするときに、駆動用
コイルとは別に設けられた検出用コイルにより、駆動パ
ルスの影響が少なく、早いタイミングでロータ13の回
転を確認できる。したがって、少ないエネルギーで安定
した早送りが可能となる。さらに、駆動パルスJPが供
給されていない間は駆動用コイル11をオープンして電
磁ブレーキとして作用しないようにできるので、駆動用
コイル11がロータの回転の妨げになるのも防止でき
る。したがって、さらに低い消費電力で高速にロータを
早送りできる。
位置を検出するときに駆動用コイルを開放し、駆動パル
スを供給するときは検出用コイルを開放することによ
り、これらのコイルが電磁ブレーキとして作用する機会
を最小限に止めるようにしているので、駆動用コイル1
1は駆動パルスが供給された条件だけを考慮し、たとえ
ば、十分な磁場が発生できるように巻線の径あるいは巻
数などの条件がロータ13を駆動するのに適したものを
採用できる。また、検出用コイル71は逆誘起電力が検
出可能な程度に発生するように巻線の径あるいは巻数な
どの条件が適したものを採用し、逆誘起電流を流してロ
ータの位置を検出するときも電磁ブレーキのとしての作
用を最小限にとどめることができる。このように駆動用
コイルおよび検出用コイルを最適化できるので、この点
でも、早送りするときの消費電力を下げることが可能と
なる。
ときは、駆動用コイル11を短絡して電磁ブレーキとし
て積極的に利用することも可能である。このように本発
明においては、駆動用コイルと、これとは別に設けられ
た検出用コイルとに対し、通常運針および早送りのそれ
ぞれに条件に適した制御を行うことができ、通常運針も
早送りも安定して行うことができる。
動パルスDPおよびJP、その他の制御信号などの波形
は例示であり、計時装置に採用されたステッピングモー
タ10の特性、あるいは駆動回路などの構成に合わせて
変形できることはもちろんである。また、上記の例で
は、計時装置に好適な2相のステッピングモータを例に
本発明を説明しているが、3相以上のステッピングモー
タに対しても本発明を同様に適用できることはもちろん
である。また、ステッピングモータの駆動方式は、1相
励磁に限らず、2相励磁あるいは1−2相励磁であって
も良いことはもちろんである。さらに、本発明は腕時計
装置などの計時装置に限らず、クロノグラフなどの多機
能時計やその他のステッピングモータを内蔵した電子機
器においても本発明を適用できることはもちろんであ
る。
は、駆動用コイルと検出用コイルとを備えたステッピン
グモータを駆動する際に、駆動用コイルに駆動パルスが
供給されるときは検出用コイルを開放して電磁ブレーキ
として作用するのを防止している。特に、ステッピング
モータを早送りするときは、ロータの位置を検出すると
きに駆動用コイルは開放することにより電磁ブレーキと
して作用する機会を最小限にとどめると共に、検出用コ
イルを短絡してロータの位置検出を早いタイミングで行
えるようにしている。このため、ロータを高速で安定し
て早送りでき、その際に消費される電力を低減できる。
などを早送りして時刻合わせを行う機能を備えた計時装
置などに適した電子機器及びその制御方法を提供でき
る。
を備えた計時装置の概略構成を示す図である。
成を示す断面図である。
給してロータを回転するための制御方法の概略を示す図
である。
すタイミングチャートである。
を示すタイミングチャートである。
す図である。
示す図である。
用コイルの電流変化と、それに伴って発生する逆誘起電
流の変化を模式的に示す図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 駆動用コイルおよび検出用コイルを備え
たステータ内で多極磁化されたロータが回転駆動される
ステッピングモータと、 前記駆動用コイルに対し前記ロータを駆動するための駆
動パルスを供給可能な駆動制御手段と、 前記ロータの回転により前記検出用コイルに誘起された
逆誘起電力を検出可能な位置検出手段と、 前記駆動パルスが供給されている間は前記検出用コイル
を開放し、その後、前記検出用コイルを短絡して前記ロ
ータの位置検出を行う検出用コイル制御手段とを有する
電子機器。 - 【請求項2】 請求項1において、前記駆動制御手段
は、通常の駆動パルスに対し間隔の短い早送り用の駆動
パルスを供給可能であり、さらに、前記早送り用の駆動
パルスを供給した後は前記駆動用コイルを開放し、前記
通常の駆動パルスを供給した後は前記駆動用コイルを短
絡することを特徴とする電子機器。 - 【請求項3】 請求項2において、前記検出用コイル制
御手段は、前記駆動用コイルおよび検出用コイルが共に
開放されたマスク期間が経過した後に、前記検出用コイ
ルを短絡することを特徴とする電子機器。 - 【請求項4】 駆動用コイルおよび検出用コイルを備え
たステータ内で多極磁化されたロータが回転駆動される
ステッピングモータを有する電子機器の制御方法であっ
て、 前記検出用コイルを開放して前記駆動用コイルに対し前
記ロータを駆動する駆動パルスを供給する駆動工程と、 前記検出用コイルを短絡して前記ロータの回転により前
記検出用コイルに誘起された逆誘起電力を検出する位置
検出工程とを有する電子機器の制御方法。 - 【請求項5】 請求項4において、前記駆動工程では、
通常の駆動パルスおよびこの通常の駆動パルスより間隔
の短い早送り用の駆動パルスを供給可能であり、 前記早送り用の駆動パルスを供給した後は、前記駆動用
コイルを開放する工程と、 前記通常の駆動パルスを供給した後は、前記駆動用コイ
ルを短絡する工程とをさらに有する電子機器の制御方
法。 - 【請求項6】 請求項5において、前記駆動工程と位置
検出工程の間に、前記駆動用コイルおよび検出用コイル
が共に開放されたマスク期間を有する電子機器の制御方
法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26853298A JP3239858B2 (ja) | 1998-09-22 | 1998-09-22 | 電子機器およびその制御方法 |
US09/404,054 US6262554B1 (en) | 1998-09-22 | 1999-09-22 | Electronic device and method of controlling the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26853298A JP3239858B2 (ja) | 1998-09-22 | 1998-09-22 | 電子機器およびその制御方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001056778A Division JP2001289972A (ja) | 2001-03-01 | 2001-03-01 | 電子機器およびその制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000098061A JP2000098061A (ja) | 2000-04-07 |
JP3239858B2 true JP3239858B2 (ja) | 2001-12-17 |
Family
ID=17459833
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP26853298A Expired - Lifetime JP3239858B2 (ja) | 1998-09-22 | 1998-09-22 | 電子機器およびその制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3239858B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7219094B2 (ja) | 2019-01-11 | 2023-02-07 | セイコーインスツル株式会社 | アナログ電子時計、ステッピングモータ制御装置及びアナログ電子時計の制御方法 |
-
1998
- 1998-09-22 JP JP26853298A patent/JP3239858B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000098061A (ja) | 2000-04-07 |
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